沈 骏

(上海市水利工程设计研究院有限公司，上海 200061)

0 引言

导管架作为一种钢结构，能较好地发挥其自重轻、塑性变形能力强和延性好的优点。由于钢材的延展性，导管架基础结构曾被认为能够抵抗强烈的地震荷载。然而，1994年 1月17日美国加州San Fernando Valley北岭地震中，陆域及附近海域大约有200多幢钢框架结构出现破坏，1995年1月17日日本兵库县南部地区阪神地震中出现不同程度破坏的钢结构建筑也高达988幢。本研究针对海上风电导管架基础，运用大型通用有限元软件ANSYS，对受到地震作用的导管架基础进行强度校核，得到基础的转角、位移、强度，判断结构的安全性和稳定性。

1 工程概况

本文以渤海某海上风电导管架平台为例，上部结构采用NREL 5 MW风力发电机，风机高度为60 m，下部为四桩型导管架基础结构，桩基础为直桩，导管架基础结构全部采用的DH36钢圆管，整个工程处于水深为50 m的海域。4根桩按正方形进行布置，导管架分为4层，最顶层尺寸为8 m×8 m，最底层尺寸为12 m×12 m。斜撑以X型布置。每层均布置水平横撑，导管架斜腿在高程为-44 m处改为垂直于地面的直腿，直至泥底高程-84 m处，其中泥面处高程为-50 m。塔筒底端、导管架基础顶端的高程为20.15 m，塔筒高度为60 m，塔筒壁厚在30 mm～32 mm之间变化，符合文献[1]～[3]对于5 MW上部风机塔筒壁厚通常在20 mm～40 mm之间的要求。图1为海上风电导管架基础结构示意图。该结构从桩和导管获得它的竖向和侧向支承。导管架模型参数见表1。

表1 导管架模型参数

2 输入地震波

目前，时程分析时输入的地震波一般有典型的地震记录、人工拟合地震波和拟建场地的实际地震记录。……